Các nguyên tố dinh dưỡng và phân bón đa lượng - Bài 1: Đạm trong đất và các loại phân bón có chứa đạm

AP) chứa 11 – 13 % N và 21 – 24 % P (48 – 55 % P2O5) tuy nhiên, nồng độ phổ biến của MAP là 11 – 22 – 0, (11 – 52 – 0). Diammonium phosphate (DAP) chứa 18 – 21 % N và 20 – 23 % P (46 – 52 % P2O5), nồng độ phổ biến là 18 – 20 – 0 (18 – 46 – 0). Mặc dù sử dụng MAP tăng đáng kể trong những thập niên vừa qua, nhưng DAP vẫn được sử dụng rộng rãi hơn bất kỳ loại phân lân nào khác. Sự gia tăng việc sử dụng ammonium phosphate là do kết quả nghiên cứu cho thấy là cây trồng hấp thu H2PO4- tăng khi có sự hiện diện NH4+. Cả hai loại MAP và DAP đều là các loại phân dạng hạt hòa tan hoàn toàn trong nước. Chúng có ưu điểm là chứa một hàm lượng chất dinh dưỡng cho cây trồng cao. Do đó giảm thiểu được giá thành vận chuyển, tồn trữ, công bón. Hai dạng này cũng được dùng để sản xuất các loại phân bón dạng rắn và dạng huyền phù khác. Khi bón DAP theo hàng hoặc bón ngay khi gieo hạt có thể gây thương tích cho cây con và hạn chế sự sinh trưởng của rễ, vì NH3 tự do có thể được phóng thích. Điều này thường xảy ra trên đất đá vôi hay đất có pH cao. Cần có một khoảng cách an toàn giữa hạt giống và phân DAP để hạn chế sự hủy hoại rễ cây con. Trong nhiều trường hợp, liều lượng đạm không nên vượt quá 8 – 15 kg/ha khi bón DAP cùng với gieo hạt. Việc làm tổn thương cây con do MAP ít xảy ra hơn, trừ trường hợp các loại cây trồng mẫn cảm với đạm như cải dầu, lanh. pH ban đầu khi bón DAP vào đất khoảng 8,0 pH này thích hợp cho sự hình thành NH3, trong khi đó pH ban đầu của MAP là 3,5. Ngoại trừ sự khác nhau giữa pH và gây tổn thương cho cây con khi bón cùng lúc với hạt có rất ít sự khác nhau về mặc nông học giữa DAP và MAP. Các nghiên cứu so sánh phản ứng của cây trồng đối với MAP và DAP trên đất có pH cao hay đá vôi cho thấy không có sự khác biệt đáng kể. Phản ứng pH thấp của MAP có thể làm tăng mức độ hữu dụng của các nguyên tố vi lượng trên đất đá vôi, nhưng điều này chưa được kiểm chứng bằng thực nghiệm. 3.3 Ammonium polyphosphate Ammonium polyphosphate (APP) được sản xuất bằng phản ứng giữa pyrophosphoric acid với NH3. Pyrophosphoric acid (H4P2O7) được sản xuất từ sự khử nước trong tiến trình sản xuất orthophosphoric acid. Polyphosphate là thuật ngữ dùng để diễn tả hợp chất có 2 hay nhiều ion orthophosphate nối với nhau, do 2 ion H2PO4- bị mất một phân tử nước. APP có dạng lỏng chứa 10 – 15 % N và 15 -16 % P (34 -37 % P2O5), với khoảng 75 % P ở dạng polyphosphate và 25 % P ở dạng orthophosphate. Nồng độ phổ biến của APP là 10 – 15 – 0 (10 – 34 – 0). Sự tạo dạng hạt trong quá trình sản xuất APP sẽ tạo được sản phẩm dạng rắn có tính phân ly cao 11 – 24 – 0 (11 – 55 – 0). Khi vào một dung dịch urea 99,5%. Sẽ tạo ra một loại phân bón Urea- APP dạng hạt có nồng độ 28 – 28 – 0 (12 % P). Nhưng APP dạng lỏng được sản xuất phổ biến hơn và có thể bón trực tiếp nếu trộn với các loại phân loãng khác. UAN và APP thường được trộn và bón theo hàng vùi sâu dưới tầng đất mặt. APP dạng hạt cũng được bón trực tiếp hay trộn với các chất dinh dưỡng khác để tạo ra phân bón hỗn hợp hay phức hợp. Một đặc điểm nổi bật khác của APP là phản ứng tạo chelate với các cation kim loại, với phản ứng này sẽ duy trì được nồng độ cao của các nguyên tố vi lượng trong APP so với dung dịch orthophasphate. Ví dụ, APP có thể duy trì 2 % Zn trong dung dịch so với 0,05 % Zn trong dung dịch orthophosphate. Sự tạo chelate của Zn trong dung dịch polyphosphate. Một loại phân bón dạng hạt tương đối mới là urea- amoniumphosphate(UAP), được sản xuất do phản ứng giữa urea với APP. Nồng độ phân là 28 – 12 – 0 (28 – 28 – 0) chứa 20 – 40 % polyphosphate, và 100 % lân hòa tan trong nước. Tương tự như DAP, sự gây tổn thương cây con sẽ xảy ra khi bón UAP cùng lúc với hạt giống. Ammonium hóa superphosphate đơn Ca(H2PO4)2 + NH3 = CaHPO4 + NH4H2PO4 Monocalcium phosphate Ammonia dicalcium phosphate monoammonium phosphate NH4H2PO4 + CaSO4 + NH3 = CaHPO4 + (NH4)2SO4 monoammonium phosphate calcium phosphate ammonium sulphate 2CaHPO4 + CaSO4 + NH3 = Ca3(PO4)2 + (NH4)2SO4 Tricalcium phosphate Ammonium sulphate Ammonium hóa superphosphate kép Ca(H2PO4)2 + NH3 = CaHPO4 + NH4H2PO4 Monocalcium phosphate Ammonia dicalcium phosphate monoammonium phosphate 3CaHPO4 + NH3 = NH4H2PO4 + Ca3(PO)2 Dicalcium phosphate monoammonium phosphate tricalcium phosphate *(ammonium hóa luôn được diễn tả bằng kg NH3/20kgP2O5. Đối với super lân đơn, thường dùng 4 – 6 kgNH3/20kg P2O5 đối với super lân kép dùng 3 – 4 kg NH3/20kg P2O5. Sản xuất MAP bằng phương pháp ammonium hóa SSP và TSP. Cần kiểm soát cẩn thận các phản ứng không để sự ammonium hóa thừa và sự hình thành tricalcium phosphate không hòa tan trong nước và DCP. NH3 + H3PO4 = NH4H2PO4 2 NH3 + H3PO4 = (NH4)2H2PO4 3NH3 + H4P2O4 = (NH4)3HP2O7 3.4 Nitric phosphat Nitric phosphat được sản xuất bởi phản ứng của HNO3 với RP. Sản phẩm của phản ứng, Ca(NO3)2 rất háo nước nên cần phải được biến đổi thành CaHPO4 hay CaSO4 bằng phản ứng với H3PO4 hay H2SO4. Ca(NO3)2 cũng có thể được tách ra bằng cách lọc và sử dụng như là một loại phân đạm. [Ca(PO4)2]3CaF2 + 4 H3PO4 + 20 HNO3 à 10 H3PO4 + 10 Ca(NO3)2 + 2HF 10 H3PO4 + 10 Ca(NO3)2 + 2HF + 21 NH3 à 9 CaHPO4 + NH4H2PO4 + 20 NH4NO3 + CaF2 Nitric phosphat là loại phân bón có dạng hạt, chứa 14 – 28 % đạm và 6 -10 % P (14-28 % P2O5). Nồng độ phổ biến là 20-9-0 (20-20-0). Nhược điểm chính của loại phân bón này là chỉ có 50% lân hòa tan trong nước. Nitric phosphat được sử dụng rộng rãi ở Châu Âu. Kết quả của nhiều thử nghiệm cho thấy đây là nguồn phân lân tốt. Nhưng hiệu quả phân Nitric phosphat có thể bị hạn chế so với các loại phân lân có độ hòa tan trong nước cao khi bón cho cây trồng có nhu cầu lân hòa tan cao. Một cách tổng quát bón Nitric phosphat sẽ cho kết quả tốt trên đất chua với những cây trồng dài ngày như đồng cỏ. Tuy nhiên, cần nhấn mạnh là nếu giữ được mức độ lân hòa tan trong nước của lân cao (60 % hay cao hơn) thì hiệu quả của loại phân này không thua kém các loại phân lân khác như super lân hay ammonium phosphate. Nitric phosphat là nguồn phân bón có tiềm năng quan trọng trên nhiều nước. Ngoài việc tăng mức độ lân hòa tan trong nước, tính kinh tế và khả năng tăng hàm lượng đạm của các loại phân này là 2 yếu tố quyết định tương lai của phân bón Nitric phosphat trong nông nghiệp. 3.5 Potassium phosphate Potassium phosphate gồm 2 loại muối chính, KH2PO4 với nồng độ là 0-52-35 (22 % P, 29 % K) và K2HPO4 với nồng độ là 0- 41- 54 (18 % P, 45 % K). Chúng hoàn toàn tan trong nước do có nồng độ các chất dinh dưỡng cao nên Potassium phosphate rất được ưa chuộng. Potassium phosphate còn có đặc tính khác nếu không chứa Cl- cao Potassium phosphate là loại phân bón lý tưởng cho các loại cây mẫn cảm với nồng độ Cl- như khoai tây, cà chua và nhiều loại rau cải khác. Do có chỉ số muối thấp nên loại phân này làm giảm được nguy cơ gây tổn thương cho sự nảy mầm của hạt và cây con khi bón theo hàng hay bón cùng với hạt. 3.6 Phân lân sinh học Đã có nhiều tài liệu báo cáo về việc sử dụng vi sinh vật để làm tăng sự hữu dụng của phân lân đối với cây trồng. Từ cuối những năm 1950, vi khuẩn Phosphobacterins đã được bón vào đất để làm tăng sự hấp thu lân và năng suất cây trồng ở Nga và các nước Đông Âu. Trong nhiều thí nghiệm được báo cáo là khi bón phân này năng suất tăng khoảng 10 %. Người ta cho rằng khi bón vi khuẩn vào đất sẽ làm tăng sự phân giải sinh học đối với lân hữu cơ. Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy là cơ chế này không giải thích được tại sao mức độ hữu dụng của lân tăng. Những nghiên cứu ở Mỹ cho thấy là không có phản ứng khi bón Phosphobacterins cho nhiều loại cây trồng trên nhiều vùng địa lý khác nhau. Ngoài ra, các vi sinh vật phân giải chất hữu cơ đã được khuyến cáo nên hạn chế sử dụng trên nhiều nước vì ảnh hưởng đến tốc độ làm kiệt quệ chất hữu cơ trên đất nông nghiệp. Trong những năm, một số loại nấm, đặc biệt là Penicillium bilaji cho thấy làm tăng sự hấp thu lân của rễ cây trồng, đặc biệt trên đất đá vôi, đất có pH cao. Sự hòa tan của khoáng lân trong đất và RP được bón vào sẽ gia tăng. Các sinh vật hòa tan lân có thể là do chúng phóng thích các acid hữu cơ, các acid này có thể hòa tan khoáng lân. Mặc dù tương lai của việc sử dụng sinh vật hòa tan lân không chắc chắn nhưng có thể đây là hướng phát triển cho các nước không sản xuất được hay không thể nhập được phân lân, và những nơi chỉ có nguồn RP nhưng không thể sản xuất được phân lân chế biến. Các nghiên cứu này vẫn đang tiếp tục trên nhiều nước. 4 Sự chuyển hóa của phân lân trong đất Các đặc tính hóa học của đất và của phân lân sẽ quyết định các phản ứng giữa đất và phân bón, và sẽ ảnh hưởng đến sự hữu dụng đối với cây trồng của lân trong phân. Nhiều yếu tố trong đất ảnh hưởng đến sự hữu dụng của lân cũng có ảnh hưởng tương tự đối với lân trong phân khi bón vào đất. Phân lân được bón vào đất, đầu tiên sẽ làm tăng nồng độ lân trong dung dịch, nhưng sau đó sẽ giảm dần theo các cơ chế hấp phụ của đất, vi sinh vật, cây trồng. Các loại phân lân dạng hạt được sử dụng phổ biến có đến 90 – 100 % hòa tan trong nước, vì vậy chúng hòa tan rất nhanh khi bón vào đất ẩm. Khi có đủ nước các hạt phân hòa tan và ban đầu sẽ phát tán trong đất bởi sự mao dẫn hay bay hơi. Một dung dịch phân lân gần hoàn toàn bão hòa được hình thành trong hay xung quanh các hạt phân. Trong khi đó sẽ hình thành một vùng nước quanh hạt phân bón do sự vận chuyển hơi nước, làm cho dung dịch phân bón sẽ di chuyển lan ra xung quanh. Sự di chuyển của nước hướng vào các hạt phân và dung dịch phân bón từ bên trong ra ngoài xảy ra liên tục duy trì một dung dịch bão hòa cho đến khi các hạt phân hòa tan hoàn toàn. Sự di chuyển của lân tính từ vị trí hạt phân thường ít khi vượt quá 3 – 5 cm. Sự khuếch tán của phân lân tăng khi độ ẩm đất tăng. Ví dụ, nhiều nghiên cứu cho thấy khi hàm lượng nước trong đất là 6,7 %, sự khuếch tán của lân là 18 mm, khi độ ẩm là 9,6 % và 19 % thì sự khuếch tán là 25 mm và 34 mm. Phạm vi của vùng phản ứng kết hợp với sự phân bố đồng đều của các sản phẩm phản ứng là những yếu tố làm gia tăng sự hấp thu lân của rễ cây trồng trong vùng phản ứng. Khi dung dịch lân bão hòa di chuyển vào trong lớp đất đầu tiên, môi trường hóa học chiếm ưu thế bởi các đặc điểm của dung dịch lân hơn là các đặc điểm của đất. Các dung dịch được hình thành từ các loại phân lân hòa tan trong nước có giá trị pH từ 1 – 8 và chứa từ 2,9 – 6,8 mol lân/ lít. Nồng độ của các cation có trong phân biến đổi từ 1,3 – 10,2 mole/lít. Khi dung dịch lân đậm đặc từ hạt phân di chuyển vào trong đất, các thành phần này của đất sẽ bị thay đổi do dung dịch phân lân này, ở cùng một thời điểm, thành phần của các dung dịch thay đổi do sự tiếp xúc giữa dung dịch và đất. Một số khoáng của đất có thể bị hòa tan bởi dung dịch lân đậm đặc này, tạo nên sự phóng thích một lượng lớn các cation như Fe3+, Al3+, Mn2+, K+, Ca2+, và Mg2+. Các cation trên các vị trí trao đổi trên keo đất cũng có thể bị thay thế bởi dung dịch đậm đặc này. Lân trong dung dịch đậm đặc phản ứng với các cation này để tạo thành những hợp chất riêng, được gọi là những sản phẩm do phản ứng của phân bón và đất tạo ra. Monocalcium phosphate (MCP, Ca(H2PO4)2) được bón vào đất, nước được khuếch tán vào trong hạt phân làm hòa tan phân. Khi MCP hòa tan, H3PO4 được hình thành tạo nên một dung dịch có pH là 1,5 gần hạt phân. Các khoáng trong đất tiếp xúc với H3PO4 nên có thể sẽ bị hòa tan, làm tăng nồng độ các cation gần hạt phân. Sau đó, pH dung dịch tăng dần khi H3PO4 bị trung hòa. Trong vòng vài ngày hay một tuần lễ, DCP, và DCPD sẽ kết tủa như là sản phẩm của phản ứng phân bón đầu tiên. Tùy thuộc vào các khoáng lân tại chỗ mà OCP, TCP, HA, hay Fe/AlPO4 cuối cùng có thể được kết tủa trong đất. Bảng 5.10 Lân trong dung dịch đất Hợp chất Công thức Các thành phần trong dung dịch bão hòa Ký hiệu pH Lân (mol/lit) Cation kèm theo Cation Mol/ lit Hòa tan trong nước Monocalcium phosphate Ca(H2PO4)2.H2O TPS 1,5 4,5 Ca 1,3 Monoammonium phosphate NH4H2PO4 MAP 3,5 2,9 NH4+ 2,9 Triammonium phosphate (NH4)3HP2O7.H2O TPP 6,0 6,8 NH4+ 10,2 Hòa tan kém trong nước Dicalcium phosphate CaHPO4 CaHPO4.2H2O DCP 6,5 0,002 Ca 0,001 Hydroxyapatite Ca10(PO4)6(OH)2 HAP 6,5 10 -3 Ca 0,001 Các phản ứng kết tủa này xảy ra nhanh khi nồng độ lân cao hiện diện xung quanh hạt phân. Các phản ứng hấp phụ lân được xem là phản ứng quan trọng nhất trong vùng xảy ra phản ứng giữa đất và phân bón, nơi mà nồng độ lân thấp hơn nhiều so với vùng xung quanh hạt phân. Mặc dù cả hai hiện tượng kết tủa và hấp phụ đều xảy ra ở điểm có phân bón, nhưng phản ứng kết tủa luôn luôn chiếm hầu hết lượng lân hiện diện xung quanh đó. Có đến 20 – 30 % lân được bón vào đất sẽ bị giữ lại dưới dạng sản phẩm phản ứng này tại vị trí hạt phân. Mặc dù các sản phẩm phản ứng ban đầu không ổn định và luôn biến đổi theo thời gian thành dạng ổn định hơn, nhưng các hợp chất này càng ngày càng kém hòa tan trong nước hơn, do đó ảnh hưởng đáng kể đến dinh dưỡng lân cho cây trồng. Một số sản phẩm phản ứng ban đầu sẽ làm cho nồng độ lân trong dung dịch cao gấp 1.000 lần so với dung dịch đất không có bón phân lân. Tốc độ thay đổi của các sản phẩm phản ứng ban đầu chịu ảnh hưởng bởi các đặc điểm của đất và các yếu tố môi trường. Ví dụ, sau khi hình thành DCP đầu tiên, sự hình hành OCP có thể xảy ra từ 3 – 5 tháng. Sau đó sự hình thành TCP hay HA có thể xảy ra sau một năm hay lâu hơn. Giá trị tồn dư của lân trong phân bón phụ thuộc vào tính chất và mức độ phản ứng trong một thời gian dài. Trên các đất chua, các sản phẩm phản ứng được hình thành từ MCP bao gồm DCP và cuối cùng là AlPO4 và FePO4 kết tủa. Nếu đất rất chua cộng với Ca2+ thấp, AlPO4 có thể được kết tủa trước tiên. Tương tự, trên đất đá vôi, DCP là sản phẩm phản ứng đầu tiên chiếm ưu thế. Khi đất có hàm lượng calcium carbonate cao thì OCP có thể được hình thành. Sự tạp lẫn của các loại phân bón khác như (NH4)2SO4, NH4NO3, NH4Cl, KNO3, K2SO4 và KCl với MCP sẽ làm giảm đáng kể lượng phân lân bị kết tủa trong các vùng phụ cận điểm bón phân. Bởi vì MAP có pH là 3,5 so với DAP có pH là 8,5 nên lân có thể hòa tan nhiều hơn gần với hạt phân. pH chua của MAP có thể tạm thời làm giảm tốc độ kết tủa của sản phẩm phản ứng của lân trên đất đá vôi. Mặc dù có sự khác nhau về pH của các loại phân lân tạo nên sự khác nhau về tính chất hóa học của các sản phẩm phản ứng, nhưng toàn bộ ảnh hưởng chỉ là tạm thời vì thể tích đất chịu ảnh hưởng của hạt phân là rất nhỏ so với toàn bộ khối đất canh tác. Sự khác nhau về mức độ hữu dụng của các loại phân lân khác nhau đối với cây trồng rất nhỏ so với sự khác nhau của các yếu tố quản lý phân lân khác như liều lượng bón, cách bón. Ammonium phosphate ở dạng lỏng (10 – 15 – 0) bón cho đất sẽ có phản ứng tương tự như các loại phân lân dạng hạt. Ở pH 6,2 cả hai, hiện tượng hấp phụ và kết tủa của polyphosphate và orthophosphat hiện diện đầu tiên, sự hình thành bởi sự thủy phân của poluphosphate cũng xảy ra trong đất tương tự như với orthophosphate. Sự thủy phân hay phản ứng của nước với polyphosphate từng bước hình thành orthophosphate và các polyphosphate ngắn hơn khác. Các polyphosphate ngắn này sau đó bị thủy phân tiếp tục. Các phản ứng của polyphosphate trong đất và tính chất của các sản phẩm hình thành phụ thuộc vào tốc độ chuyển hóa ngược trở lại thành các orthophosphate. Tốc độ thủy hóa chậm cho phép phosphate có thể tích lũy tạo nên một nồng độ đậm đặc để hình thành các phức chất hòa tan với các cation trong đất và do đó tránh được hay giảm thiểu các phản ứng cố định lân. Sự biến chuyển của polyphosphate thành H3PO4 xảy ra bằng hai con đường chính, hóa học và sinh học. Quá trình thủy phân hóa học hay phosphate bị ngưng tụ xảy ra rất chậm trong dung dịch trung tính, trong điều kiện vô trùng ở nhiệt độ phòng. Các khoáng sét và các hydrous oxide, đặc biệt là Fe oxide, được xem là tác nhân phụ trong sự thủy phân hóa học của polyphosphate. Trong đất, nếu hai cơ chế đều xảy ra, sự thủy phân luôn luôn xảy ra với tốc độ nhanh hơn. Có một yếu tố khống chế tốc độ thủy phân các khoáng lân trong đất, sự hoạt động của các enzyme do rễ cây tiết ra và các vi sinh vật có thể là tác nhân quan trọng nhất trong quá trình này. Các enzyme phosphatase và các sinh vật vùng rễ chi phối sự thủy phân sinh học của pyro – và polyphosphate. Nhiệt độ, ẩm độ, chất hữu cơ trong đất, pH và các điều kiện khác làm gia tăng sự phát triển của rễ và vi sinh vật sẽ làm tăng cường hoạt động của phosphatase và sự thủy phân của polyphosphate. Nhiệt độ có thể là yếu tố môi trường quan trọng nhất ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân của polyphosphate. Mức độ thủy phân của pyro và polyphosphate tăng đáng kể khi tăng nhiệt độ từ 3,5 – 5,0oC. Sự cố định của pyrophosphate bởi các thành phần của đất sẽ làm giảm thấp đáng kể khả năng hoạt động sự chuyển đổi của phosphate. Có một số dẫn chứng cho thấy là pyrophosphate bị hấp thụ trên sét và đất mạnh hơn là H2PO4-. Sự khuếch tán của lân từ nơi bón phân đến nơi khác bằng hai phản ứng: (1) sự thủy phân của pyro và polyphosphate thành orthophosphate và (2) sự kết tủa của các anion phosphate. Sự thủy phân của các polyphosphate hòa tan trong nước diễn ra rất nhanh, và sự khuếch tán của pyro và polyphosphate cũng xảy ra nhanh hơn là H2PO4-. Những phản ứng kết tủa của pyrophosphate cũng xảy ra nhanh chóng và định vị trong vùng bón phân. Hiệu quả của polyphosphate đối với cây trồng tương đương với H2PO4-, cây trồng có thể hấp thu và sử dụng trực tiếp polyphosphate. Bởi vì polyphosphate có khả năng hình thành các phức chất với các ion kim loại, nên người ta cho rằng polyphosphate có thể có hiệu quả hơn trong việc làm cho kẽm (Zn) trong đất có thể di động hơn. Kẽm là nguyên tố thường hay bị thiếu khi pH đất cao, hay những nơi bón phân lân với hàm lượng cao. Sau khi bón một lượng polyphosphate cao hàm lượng kẽm trong đất tăng 1 ít. Điều này có thể do kẽm được tạo chelate với polyphosphate hay các chất hữu cơ trong đất. Bất cứ sự tạo phức nào của kẽm với polyphosphate cũng chỉ là tạm thời vì sự thủy phân polyphosphate luôn xảy ra và rất nhanh. 4.1 Sự tương tác của đạm với lân Vì đạm chiếm ít nhất 1/2 tổng số ion cây hấp thu, nên có thể nói là sự hấp thu lân chịu ảnh hưởng rất lớn bởi sự hiện diện của đạm trong phân bón. Đạm làm tăng sự hấp thụ lân của cây do: tăng sự phát triển của thân lá rễ, thay đổi sự trao đổi chất trong cây trồng, và tăng khả năng hữu dụng của lân. Khối lượng rễ tăng sẽ làm tăng khả năng hấp thu lân của cây. Phân lân ammonium có ảnh hưởng lớn đến sự hấp thu lân hơn là phân NO3-. 4.2 Ảnh hưởng bởi cỡ hạt phân bón Hiệu quả tương đối của phân lân chịu ảnh hưởng của kích thước hạt phân và khả năng hòa tan trong nước của phân lân. Phản ứng của cây trồng đối với phân lân được cải thiện với phosphate ít tan hay không tan trong nước trên cả hai loại đất chua và kiềm khi chúng được bón bằng dạng bột hay dạng hạt thật mịn và trộn đều với đất trong vùng rễ. Bởi vì, phân lân hòa tan trong nước nhanh chóng bị biến đổi thành những phản ứng lân ít hòa tan trong nước hơn, nên nếu làm giảm sự tiếp xúc giữa đất và phân bón sẽ cải thiện được hiệu quả của phân lân. Tăng cỡ hạt hay bón phân theo hàng sẽ làm giảm sự tiếp xúc giữa đất và lân và duy trì được nồng độ lân trong dung dịch trong một thời gian dài so với phương pháp bón rãi nếu phân lân có cỡ hạt mịn. Phần lớn phân lân bán trên thị trường có chứa 90% hay hơn lượng lân tan trong nước, và cỡ hạt của MAP và DAP là 0,84 – 3,0 mm. Vì vậy, so sánh với phân bón vãi, bón lân theo hàng sẽ tăng mức độ hữu dụng của lân đối với cây trồng, đặc biệt trên những loại đất nghèo lân. Với phân lân dạng lỏng (APP), cỡ giọt phun thay đổi tùy theo kiểu dụng cụ bón, nhưng thông thường bón phân lân dạng lỏng theo hàng sẽ tăng mức độ hữu dụng của lân so với phun đều trên mặt đất. 4.3 Ẩm độ đất Ẩm độ đất có ảnh hưởng đến hiệu quả và sự hữu dụng của các dạng phân lân khác nhau. Khi đất có độ ẩm đồng ruộng, khoảng 50 – 80 % lân hòa tan trong nước có thể di chuyển khỏi hạt phân trong vòng 24 giờ. Ngay khi ẩm độ đất chỉ 2 – 4 % thì cũng có đến 20 – 50 % lân hòa tan trong nước ra khỏi hạt phân trong vòng 1 ngày. 4.4 Liều lượng phân bón Bón một lượng thấp phân lân hòa tan trong nước có thể tốt hơn là bón một lượng cao. Nhưng nếu không thể áp dụng liều lượng bón tối hảo, nên bón ít lượng phân lân hòa tan trong nước. Mặc dù tất cả phân lân cuối cùng đều hình thành các hợp chất lân ít hòa tan hơn, nhưng nồng độ lân trong dung dịch sẽ tăng khi bón phân lân. Theo thời gian nồng độ giảm khi các hợp chất lân bị kết tủa thành các dạng ít hòa tan. Trong thời gian kéo dài, sự gia tăng nồng độ lân trong dung dịch phụ thuộc vào lượng lân được bón, phương pháp bón, lượng lân bị cây trồng lấy đi, và các đặc điểm ảnh hưởng đến sự hữu dụng của lân trong đất. 4.5 Lân tồn dư Khi bón một lượng phân lân vào đất cao hơn lượng phân lân lấy đi do cây trồng hấp thu, thì lượng lân tồn dư dần dần được tăng lên, kèm theo sự tăng lên nồng độ lân trong dung dịch. Trên cả hai loại đất chua và kiềm, lợi ít của lân tồn dư kéo dài 5 – 10 năm hay hơn nữa. Thời gian kéo dài ảnh hưởng của lân tồn dư chịu ảnh hưởng bởi lượng lân bón thừa. Theo sau là sự giảm nhanh lân hữu dụng trong năm đầu sau đó giảm 2 -7 ppm /năm tùy thuộc vào lượng lân bón vào. Ở cuối thí nghiệm, kết quả phân tích cho thấy là lân trong đất cao gấp 2,4 – 8 lần ở các công thức bón phân so với công thức không bón phân lân. Phân lân luôn được khuyến cáo là nên bón khi kết quả phân tích theo phương pháp Olsen có nồng độ < 15ppm, và có sự gia tăng hiệu quả kinh tế khi kết quả phân tích đất < 10 ppm. Có một số vấn đề đặt ra là có cần thiết bón phân lân không, khi mức độ lân tồn dư cao. Trong trường hợp này nên bón lót phân lân với liều lượng thấp, hay bón cùng lúc gieo hạt là có lợi trên những loại đất có hàm luợng lân cao và khi cây trồng bị tác động bởi các yếu tố môi trường như lạnh, ẩm ướt và bệnh. Mặc dù lân tồn dư có ảnh hưởng đáng kể đến năng suất cây trồng, nhưng bón thêm phân lân theo hàng có thể làm tăng tối đa năng suất cây trồng. 5 Nội dung chú ý về phân lân Ảnh hưởng của phân lân chậm và kéo dài trong nhiều năm, vụ đầu bón lân thường không có ảnh hưởng nổi bật. Đối với đất lúa nước các dạng lân cây đều sử dụng được, phân lân có ảnh hưởng rõ rệt đến năng suất và phẩm chất của cây trồng. Những vùng đất giàu lân thường có độ phì tự nhiên cao, ở những vùng đất có độ phì tự nhiên thấp bón lân có hiệu lực rõ hơn đất có độ phì tự nhiên cao. Cây họ đậu rất mẫn cảm với các loại phân lân và có khả năng hấp thu các loại phân lân khó tiêu như apatite, phosphoric Bón lân dễ tiêu lâu ngày cần chú ý bổ sung thêm kẽm cho đất. BÀI 3: KALI VÀ PHÂN KALI Kali hay potassium (K) được cây trồng hấp thu với một lượng lớn hơn bất kỳ lượng chất dinh dưỡng nào khác, chỉ sau đạm. Mặc dù hàm lượng kali tổng số trong đất luôn lớn hơn rất nhiều so với hàm lượng kali được hấp thụ bởi cây trồng trong thời gian sinh trưởng và phát triển, nhưng trong phần lớn các trường hợp chỉ có một phần nhỏ kali trong đất là hữu dụng cho cây trồng. Các mối quan hệ giữa kali và các khoáng khác trong đất thường có ý nghĩa rất quan trọng trong dinh dưỡng kali của cây trồng. I Hàm lượng kali trong đất Kali hiện diện với hàm lượng tương đối lớn trong hầu hết các loại đất, trung bình khoảng 1,9 %. Hàm lượng kali tổng số có thể biến động từ vài trăm kg/ha trên các loại đất có sa cấu thô hình thành trên sa mạc hay quartzite, cho đến 25.000 kg/ha hay cao hơn trên các loại đất có sa cấu mịn được hình thành trên các loại đá có chứa khoáng kali. Trong các loại đất nhiệt đới, hàm lượng kali tổng số có thể khá thấp do nguồn gốc phát sinh của đất, mưa nhiều và nhiệt độ liên tục cao. Không như đạm và lân cây trồng thường bị thiếu ngay thời gian mới khai phá đất canh tác trên hầu hết các loại đất nhiệt đới do rửa trôi, hay cố định, các vùng đất khác nhu cầu kali của cây chỉ phát sinh sau vài năm trồng trọt trên đất nguyên thủy. Từ 70 – 90% kali tổng số chứa trong thực vật rừng, nhưng chỉ có một số loại rất ít cây trồng hấp thu được kali trong các dư thừa thực vật của cây rừng. Ngoài việc kali được bổ sung bằng phân bón, phần lớn kali trong đất có nguồn gốc từ sự phong hóa của các khoáng có chứa kali, quá trình phong hóa các khoáng này tương đối chậm. Các khoáng được xem là nguồn gốc chính của kali trong đất là feldspars orthoclase và microline (KSi3O8) muscovite (KAl3Si3O10(OH)2) biotite (K(Mg,Fe)3AlSiO10(OH)2) và phlogopite (KMg2Al2Si3O10(OH)2). Mức độ phong hóa các chất này tùy thuộc vào các tính chất của khoáng và điều kiện môi trường. Mức độ hữu dụng của kali trong các khoáng này tùy thuộc vào các tính chất khoáng và điều kiện môi trường. Mức độ hữu dụng của kali trong các khoáng này đối với cây trồng, mặc dù có sự khác nhau không nhiều, theo thứ tự: biotite> muccovite> potassium feldsrars. Kali cũng được tìm thấy trong các khoáng thứ sinh hay các khoáng sét trong đất: illinite hay mica ngậm nước, vermiculites, các khoáng có cấu trúc tầng. 2 Các dạng kali trong đất Kali trong đất hiện diện ở 4 dạng, mỗi dạng có mức độ hữu dụng khác nhau đối với cây trồng, hàm lượng mỗi dạng được ước tính như sau: khoáng,